Segmentación de líneas de texto en documentos manuscritos antiguos independiente del lenguaje

Hasta el momento no se ha utilizado todo el conocimiento que hay en los manuscritos antiguos debido a que reconocimiento de texto manuscrito aún no cuenta con métodos robustos para esta tarea. El primer problema de los métodos para el reconocimiento de texto manuscrito es que requieren que el texto se encuentre dividido en líneas. Los métodos actuales para la segmentación de líneas de texto manuscrito no han sido optimizados para trabajar con manuscritos antiguos. La primera etapa de la Segmentación de Líneas de Texto (SLT) manuscrito consiste en la Localización de Líneas de Texto (LLT). Para la SLT se han propuesto métodos que buscan los valores máximos locales en un histograma. El problema para estos métodos es que existen demasiados máximos locales, lo cual no permite localizar las líneas que hay. La segunda etapa de la SLT en manuscritos antiguos consiste en la búsqueda de una ruta que permita separar las líneas de texto, el problema de los métodos actuales es que algunos realizan una búsqueda local de la ruta y los otros métodos buscan la ruta evitando pasar por la mayor cantidad de caracteres. En este trabajo se presenta un sistema compuesto por dos nuevos métodos para la LLT manuscrito y otro método para la Búsqueda de una Ruta que permita Segmentar Líneas de Texto en documentos manuscritos (BRSLT) que supera a los métodos analizados en el estado del arte en las dos etapas. En el primer método propuesto se presenta la extracción de un mapa de energía que incrementa las diferencias entre los máximos y mínimos locales en un histograma. El segundo método propuesto consiste en buscar la mejor ruta para segmentar líneas de texto manuscrito antiguo usando un algoritmo genético. Para evaluar la exactitud de los métodos propuestos se han realizado experimentos con dos colecciones de documentos. Se ha realizado una evaluación independiente de los dos métodos propuesto. Las colecciones de documentos incluyen los idiomas: español, chino, árabe, inglés, árabe-español con escritura moderna y escritura antigua. Con los resultados de la experimentación se ha demostrado que es posible mejorar la LLT implementando un mapa de energía que incremente las diferencias entre máximos y mínimos locales. Los experimentos de la segunda sección demuestran que es necesario realizar una optimización global de la ruta para segmentar líneas de texto

Formulación de un modelo teórico de aplicaciones de las redes neuronales en la solución de problemas de dislexia

Muchos niños en edad escolar tienen dificultades en el aprendizaje, en los últimos años estamos asistiendo a un mayor conocimiento de la dislexia, sus causas, y los métodos de enseñanza más adecuados para estos alumnos. Se está avanzando mucho en la investigación de las bases neurológicas de este trastorno, y se están diagnosticando más casos de dislexia, no por una mayor incidencia en nuestros días, sino, por un mayor conocimiento, avance en las técnicas de detección, y el desarrollo de herramientas Computaciónales inteligentes. Además la presencia de las TIC basadas en las redes neuronales artificiales en la vida diaria de nuestros alumnos y de los profesores, hace que no podamos ignorarlas y dejar de lado su utilidad como herramienta de trabajo y de apoyo, tanto para alumnos que presenten dificultades de aprendizaje, como para aquellos que no. Por lo tanto se nos hace necesario trabajar y reflexionar sobre la manera en que las redes neuronales artificiales pueden ayudar a los alumnos que más dificultades presenta. Por lo tanto consideramos que la formación en esta área, va a resultar muy útil y necesaria para dar una respuesta ajustada a las necesidades de estos niños tanto si trabajamos en el aula con ellos como si intervenimos individualmente con estos alumnos de una forma temprana

Desarrollo de algoritmos evolutivos para la segmentación automática de imágenes

Tesis del programa de maestría en ciencias de la computaciónUn sistema de visión está compuesto por varios pasos, cada uno de ellos influye en el resultado final. Uno de esos pasos es la segmentación, esta permite obtener solo la región que interesa del objeto y eliminar el fondo. La segmentación es muy importante pues permite mejorar la calidad de la región segmentada, mejorar la calidad de las características extraídas y al mismo tiempo reducir el ruido introducido por una mala calidad de características. Existen diversas técnicas de segmentación en la literatura, cada una de ellas con una o varias variables para afinar. Elegir la técnica adecuada para segmentar un determinado conjunto de datos no es una tarea fácil, ya que en algunas ocasiones diversos factores pueden influir en la calidad de la segmentación como preprocesamiento y conjunto de imágenes. Aunado a lo anterior, pequeñas variaciones en la iluminación y cambios de intensidad pueden influir demasiado en la calidad de la segmentación. En algunas ocasiones es necesario un experto para seleccionar la técnica de segmentación y poner a punto las variables asociadas. En esta Tesis, se desarrollan algoritmos automáticos para selección de técnicas de segmentación y variables asociadas. Las técnicas desarrolladas son implementadas y comparadas utilizando varios conjuntos de datos. Los resultados experimentales obtenidos son discutidos y comparados en esta Tesis. Estos algoritmos permitirán facilitar y simplificar la selección de la técnica de segmentación a utilizar, así como las variables necesarias y preprocesamiento implementado

La computación evolutiva y sus paradigmas

RESUMENBasado en los principios de selección natural descritos por Charles Darwin en su libro” El Origen de las Especies”, tiene su origen lo que se conoce como Computación evolutiva. El tomar como referente la naturaleza y cada uno de los procesos inmersos en ella, ha sido la fuente para resolver problemas sobre todo en el ámbito de la computación o en complejos procesos de optimización o cálculo. La Computación evolutiva se puede considerar como una agrupación de técnicas que responden a diferentes problemáticas, estas técnicas son: La Programación Evolutiva, las Estrategias Evolutivas y los Algoritmos Genéticos (AG), y en los años 90 la Programación Genética. La Computación Evolutiva no se ve supeditada a la resolución del problema en sí, por el contrario, ésta incluye el proceso de aprendizaje, por tal razón, está relacionado con la Inteligencia Artificial. En el presente artículo se presenta una recopilación del estado actual en el que se ha enfocado la computación evolutiva, desde sus tres principales ejes.ABSTRACTBased on the principles of natural selection described by Charles Darwin in his book "The Origin of Species" has its origin so that known as evolutionary computing. Taking as reference the nature and each of the processes involved in it, has been the source for solve problems especially in the field of computer or complex process optimization or calculus. Evolutionary Computation can be considered as a collection of techniques that address different problems, these techniques are: Evolutionary Programming, Evolutionary Strategies and Genetic Algorithms (GA), and the Genetic Programming 90 years. Evolutionary Computation is not subject to resolution of the problem itself, however, it includes the learning process, therefore it is related to Artificial Intelligence

Implementación de un juguete inteligente para la enseñanza de niños de 2 a 7 años, usando una técnica de Soft Computing.

El presente trabajo de titulación tuvo como objetivo implementar un juguete inteligente para la interacción lúdica y cognitiva para niños en etapa pre operacional, creando ambientes favorables para la percepción de colores y figuras geométricas. El dispositivo juguetrónico pone a disposición del usuario una interfaz gráfica con varias opciones en las que se incluyen cuentos, canciones, juegos, galería de imágenes y reconocimiento facial (Face ID) para activar el programa de enseñanza. El sistema de reconocimiento facial se basa en el uso de clasificadores cascada y algoritmo AdaBoost para entrenar una red neuronal, implementada como una adaptación del modelo propuesto por Paul Viola y Michael Jones. Se emplearon técnicas de Visión Artificial para determinar el contorno y color de objetos 2D en espacios controlados y un filtro de tonos en tiempo real para hallar los valores de las bandas espectrales en formato RGB. Toda esta información fue procesada en un minicomputador Raspberry Pi. También se implementó un sistema de locomoción diferencial que le permite al robot desplazarse sobre superficies planas junto a sensores que emiten señales a un procesador arduino para coordinar movimientos y planificar trayectorias. Los resultados obtenidos de la interacción con niños fueron satisfactorios, de una muestra de 192 niños al 98.44 % le agrado. Por otro lado, especialistas en psicología y educación calificaron al robot como un recurso didáctico innovador y que aporta a la educación especial ayudando a niños con deficiencia intelectual. Con la implementación del juguete inteligente se recomienda profundizar en la investigación que permita contribuir al levantamiento de las bases cognitivas.The present titling work had as objective to implement an intelligent toy for the playful and cognitive interaction for children in pre-operational stage, creating favorable environments for the perception of colors and geometric figures. The playhead device provides users with a graphical interface with several options including stories, songs, games, image gallery and facial recognition (Face ID) to activate the teaching program. The face recognition system is based on the use of cascade classifiers and AdaBoost algorithm to train a neuronal network, implemented as an adaptation of the model proposed by Paul Viola and Michael Jones. Artificial Vision techniques were used to determine the contour and color of 2D objects in controlled spaces and a real-time tone filter to find the values of the spectral bands in RGB format. All this information was processed on a Raspberry Pi minicomputer. Also, a differential locomotion system was implemented that allows the robot to move on flat surfaces together with sensors that emit signals to an Arduino processor to coordinate movements and to plan trajectories. The results obtained from the interaction with children were satisfactory, out of a sample of 192 children, 98.44% liked it. On the other hand, specialists in psychology and education qualified the robot as an innovative didactic resource and that contributes to special education helping children with intellectual deficiency. With the implementation of the intelligent toy it is recommended to deepen the research that allows to contribute to the raising of the cognitive bases

Diseño de sistemas borrosos recurrentes mediante estrategias evolutivas y su aplicación al análisis de señales y reconocimiento de patrones

Se utilizan algoritmos genéticos para diseñar sistemas borrosos recurrentes destinados a formar parte de un sistema de reconocimiento de patrones. El problema investigado es la aplicación de los sistemas borrosos recurrentes en la clasificación de series de datos. Los sistemas borrosos recurrentes empleados son máquinas finitas de estados borrosas. Los algoritmos genéticos ajustan los parámetros de estas máquinas. En concreto, se han utilizado los algoritmos genéticos en el contexto de los sistemas clasificadores, y se han implementado dos algoritmos distintos bajo esta filosofía de sistemas: un algoritmo tipo Pittsburgh y un algoritmo tipo Michigan. Se han realizado una gran variedad de experimentos de validación donde el objetivo es comprobar la capacidad de clasificación de la máquina finita de estados borrosa encontrada con algoritmos de búsqueda tipo Pittsburgh o tipo Michigan sobre series de datos procedentes de modelos ocultos de Markov. Estos resultados de clasificación se han comparado con los resultados de un algoritmo de referencia ya establecido para estos sistemas: el algoritmo de Baum-Welch. Estos experimentos demostraron la capacidad de aprendizaje y la capacidad de clasificación de los sistemas desarrollados. Por último, se realizó una aplicación práctica en la que se aplica la metodología propuesta sobre la clasificación de series de datos reales. En concreto, se intenta caracterizar núcleos celulares de imágenes médicas de citologías para su posterior clasificación en dos categorías: sano/patológico. Para tal fin, se contó con la colaboración de un experto del dominio. Se realizaron diversos experimentos sobre distintos tipos de citologías: citologías de tejido de mama, citologías peritoneales y citologías de pleura. La característica bajo estudio que se extrae de los núcleos que se desea clasificar es la distribución de cromatina en los mismos. Se diseño una medida original, sencilla y específica que recoge esta información relativa a la naturaleza del núcleo. Esta medida es una serie de datos que constituye la entrada al sistema clasificador borroso propuesto. Tras analizar los resultados de clasificación obtenidos se pudo comprobar la validez de la medida escogida así como la validez de la metodología propuesta. Además, se realizó una comparativa de resultados con otros sistemas de clasificación, como por ejemplo, métodos borrosos de clustering y redes neuronales. Esta compartiva refleja que el sistema borroso propuesto presenta una mayor capacidad de generalización. Por último, comentar que se realizó una evaluación de todos estos clasificadores bajo el punto de vista del diagnóstico médico con el análisis ROC. En todos los casos estudiados, las curvas ROC para los clasificadores borrosos resultaron ser mejores

Máquinas de soporte vectorial (SVM)

Este trabajo va dirigido a dar a conocer las máquinas de aprendizaje y dejar una guía de referencia de estas, especialmente de la máquinas de soporte vectorial SVM, en una forma didáctica y descriptiva de sus aspectos básicos* , principalmente se ha presentado e ilustrado el funcionamiento de un nuevo algoritmo basado en vectores soporte con el objetivo posterior de ser utilizado durante el esquema de descomposición de multiclasificación, denominado algoritmo K - SVCR . El problema implícito motivador de la presente formulación ha sido la mala disposición de las clases (Categorización) cuando se utilizan las metodologías estándares de una contra una o una contra el resto de clases, la poca eficiencia y complejidad de los algoritmos de otros tipos de máquinas de aprendizaj

Algoritmos genéticos como estrategia de diseño en arquitectura

Este trabajo de investigación consiste en el desarrollo de una serie de Algoritmos Genéticos (AGs) aplicados a diferentes escalas arquitectónicas. El objetivo consiste en desarrollar una serie de AGs aplicados a la arquitectura para optimizar y proponer diseños. La selección natural de Darwin, plantea que el medio ambiente puede favorecer o desfavorecer la reproducción de organismos dependiendo de sus características. Los descendientes de los organismos heredan parte de sus características y propiedades que determinan su adaptación al medio. Por lo tanto, los organismos menos aptos tienen menos opciones de sobrevivir que los más. Iterar este proceso es lo que se conoce como evolución de las especies. Entre los años 1950 y 1960 una serie de científicos comenzaron a estudiar de manera independiente la evolución de las especies, con la idea de que podría ser usada como herramienta de optimización y búsqueda. El proceso consiste en crear aleatoriamente una población de candidatos a un problema. Luego cada individuo es evaluado y ordenado dependiendo de su resultado. Los individuos más aptos (mejor evaluados) tendrán más opciones de cruzarse que los menos. Por lo tanto su ADN (digital) se propagará más rápido por la población. Con esto, la media de resultado de la población mejora con cada generación del AG. Los Algoritmos Genéticos fueron inventados por John Holland entre los años 1960 y 1970. Su objetivo general fue estudiar el fenómeno de adaptación que ocurre en la naturaleza y desarrollar las vías en el cuál estos mecanismos de adaptación natural pueden ser importados a sistemas computacionales.This research is the development of a series of genetic algorithms (GAs) applied to different scales of architecture. The aim is to develop a series of applied GAs to optimize the architecture and propose designs. Darwin's natural selection, suggests that the environment can encourage or discourage the reproduction of organisms depending on their characteristics. The descendants of the organisms inherit some of their characteristics and properties that determine their adaptation to the environment. Therefore, the less organisms fit have fewer options to survive than the most. Iterate this process is what is known as evolution of species. Between 1950 and 1960 a number of scientists began to study independently the evolution of species, with the idea that could be used as an optimization and search tool. The process involves randomly creating a population of candidates for a problem. Then each individual is evaluated and order depending on its outcome. The fittest (best rated) will crossover more options than less. Therefore its DNA (digital) will spread more quickly through the population. Because of this, the population average result improves with each generation of GA. Genetic algorithms were invented by John Holland around 1960 and 1970. The objective was to study the natural phenomenon of adaptation and develop ways in which these natural adaptive mechanisms can be imported into computer systems.Postprint (published version

Técnica para reconocer ambientes desconocidos

La aplicación de técnicas heurísticas en el campo de la exploración, están siendo de gran uso para científicos al tener dispositivos-robots dotados con este tipo de inteligencia, los cuales pueden enviar a zonas de alto peligro para los humanos, o simplemente inalcanzables por las capacidades de la humanidad, como son búsquedas en terremotos, o visitar planetas, en este artículo se resumen algunas de las técnicas que se están utilizando, así como las implicaciones de crear un autómata con la capacidad de descubrir un espacio a través de una heurística de búsqueda por incertidumbre, la cual es una de las formas en que los niños exploran, finalmente se presentan algunos casos reales de aplicación de las heurísticas.Palabra(s) Clave(s): heurística, Inteligencia, autómata

Implementación de algoritmo de scan-matching basado en Clonalg

La estimación de la posición de robots ha sido una de las ramas de la robótica más estudiada en los últimos años. Es importante para la autonomía de un robot conocer el entorno y posicionarse en él. Para ello se han dado múltiples soluciones al conocido problema del Simultaneous Localization and Mapping (SLAM), que está íntimamente ligado al scan matching o alineación de pares de imágenes. Para realizar un matching entre imágenes es necesario sacar características del entorno y hacer una asociación de datos correctamente, lo cual es una compleja tarea. Gracias al desarrollo de los sensores en la actualidad se ha conseguido obtener más características del entorno que pueden resultar de gran utilidad para resolver estos problemas, como las características del color. Por otro lado el progreso y la evolución en el mundo de la inteligencia artificial, IA, ha hecho que se desarrollen potentes algoritmos aplicables a múltiples ámbitos y que aportan soluciones muy satisfactorias y eficientes. Hay una gran variedad de algoritmos, entre ellos están el Differential Evolution (DE) y el Clonal Selection Algorithm (CLONALG). Ambos son utilizados para dar soluciones a múltiples problemas computacionales, y la optimización es uno de ellos. Este problema de optimización se puede aplicar para realizar el matching o alineamiento entre imágenes. Para ello se debe utilizar una función objetivo o función de coste que se optimizará utilizando un algoritmo. En este trabajo para realizar esta función se va a emplear el CLONALG, un algoritmo evolutivo basado en el principio de selección clonal. Este algoritmo es utilizado en múltiples tareas entre las que destacan el reconocimiento de patrones o la optimización.Estimating the position of robots has been widely studied during the last decades. To improve the autonomy of a mobilerobot, it is important to obtain an accurate estimate of the robot's location. The Simultaneous Localization and Mapping problem, which is closely related to this task, has multiple solutions and it is closely linked to the scan matching technique. To perform an adequate matching between images or depth scans, it is necessary to have the proper information and it is important to remove unnecessary data, which is a complex task. In the last years, the development of new sensors has provided more detailed information (colour and depth) about images. On the other hand, the constant developments and the evolution in the artificial intelligence research field has resulted inpowerful algorithms that can be applied to multiple tasks. There are multiple methods that can provide satisfactory and efficient solutions to many optimization problems. The evolutionary methods are among them. Two examples are the Differential Evolution and the CLONALG algorithms. The scan matching task can be viewed as an optimization problem. A fitness function can be defined to estimate the quality of the matching process. If the fitness function is implemented in an adequate way, an optimization method can be applied to obtain the solution to the problem. The goal of this work is to implement a CLONALG-based scan matching algorithm. The efficiency will be demonstrated in the experimental results.Ingeniería Electrónica Industrial y Automátic